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Daniela PREVEDELLI

Professore Ordinario
Dipartimento di Scienze della Vita sede ex-Biologia

Insegnamento: Ecologia

Scienze naturali (D.M. 270/04) (Offerta formativa 2022)

Obiettivi formativi

Obiettivo dell'insegnamento è fornire agli studenti le conoscenze e le competenze necessarie alla comprensione e all'interpretazione dei processi riguardanti il funzionamento dei sistemi naturali e del ruolo che condizioni, risorse e interazioni tra organismi e tra organismi e ambiente hanno sulla distribuzione e l'abbondanza delle specie. Vengono presi in considerazione sia aspetti teorici sia aspetti metodologici. Le conoscenze e le competenze acquisite sono propedeutiche alla comprensione degli effetti che le attività antropiche esercitano sui sistemi naturali che verranno trattate in insegnamenti specialistici. Nello specifico gli obiettivi formativi prevedono l'acquisizione di conoscenze relativamente
1) all'applicazione del metodo scientifico in campo ecologico
2) alla capacità di contestualizzare i fenomeni su scale spaziali, temporali ed ecologiche
3) alle relazioni tra organismi e ambiente a diversi livelli di organizzazione: individuo - popolazione - comunità - ecosistema
4) alle interazioni negative, positive e neutre che si instaurano tra gli organismi e gli effetti che queste anno a livello di popolazione e di comunità
5) agli aspetti energetici e ai cicli della materia alla base del funzionamento degli ecositemi
6) alla formalizzazione dei dati sperimentali in modelli matematici
Per una più completa comprensione degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei risultati di apprendimento attesi.

Prerequisiti

Propedeuticità consigliate:
Botanica e Zoologia.
Inoltre gli studenti dovranno avere
conoscenze di biologia generale e capacità di leggere e interpretare diagrammi cartesiani.

Programma del corso

La suddivisione degli argomenti in CFU è solo indicativa. Il numero di ore impiegate per trattare i diversi argomenti può variare sensibilmente in funzione dei feedback ricevuti e dei casi di studio che si trattano.

(4 ore) Presentazione degli argomenti che verranno trattati, dei testi consigliati, delle modalità di esame e dei prerequisiti. Ecologia dell'evoluzione. Evoluzione per selezione naturale - Interpretazione dei risultati dell'evoluzione: evoluzione convergente ed evoluzione parallela - Cambiamento climatico: effetti sull'evoluzione e sulla distribuzione delle specie

(10 ore) Caratteristiche dell'ambiente. Condizioni. Effetti delle condizioni sulla funzionalità degli organismi e sulla distribuzione spaziale degli organismi. Risorse. Classi funzionali delle risorse. Dinamica delle risorse. Nicchia ecologica

(9 ore) Popolazioni. Metodi dell'ecologia di popolazioni. Cicli biologici e quantificazione della natalità e della mortalità: analisi statiche e analisi dinamiche. Modelli deterministici e modelli stocastici.

(3 ore) Migrazioni e dispersione nello spazio e nel tempo.

(24 ore) Interazioni: Competizione intraspecifica. Competizione interspecifica. Predazione. Mutualismo. Effetti delle interazioni intra ed interspecifiche sulle popolazioni e sulle comunità.

(3 ore) Detritivori e decompositori. Ruolo ecologico dei consumatori della sostanza organica morta

(12 ore) Comunità. Modalità delle comunità nello spazio. Modalità delle comunità nel tempo: le successioni. Proprietà emergenti delle comunità. ricchezza e diversità specifica. Struttura trofica.

(13 ore) Flussi di energia e materia attraverso le comunità. Produttività primaria e fattori limitanti. Cicli biogeochimici.

(2 ore) Popolazioni e comunità in habitat frammentati.

Metodi didattici

L'insegnamento è articolato in 10 CFU (80 ore) di lezioni frontali. Le lezioni prevedono il supporto di diapositive in formato powerpoint, video e/o seminari di approfondimento su argomenti specifici e discussione di casi di studio. Periodicamente, vengono proposti quesiti ed esercizi che vengono corretti e discussi in aula che costituiscono prove di autovalutazione tese a verificare la proficuità della frequenza alle lezioni e la preparazione in vista dell'esame.
Le lezioni verranno svolte in presenza o a distanza (modalità sincrona) in accordo con le disposizioni dell'ateneo.
La frequenza non è obbligatoria anche se consigliata.
L'insegnamento è erogato in lingua italiana.

Testi di riferimento

Il testo consigliato é:
Smith e Smith Elementi di Ecologia IX edizione.
Pearson

Altri testi utilizzabili:
Cain - Bowman - Hacker Ecologia Piccin 2017

Verifica dell'apprendimento

La verifica è orale e consiste in un colloquio della durata di circa 30 - 40 minuti. La prova è articolata in tre domande (una domanda su individui/popolazioni; una domanda sulle interazioni; una domanda su comunità/ecositemi) con grado di approfondimento e difficoltà crescente su argomenti trattati a lezione ed è finalizzata alla valutazione di:
1) conoscenza e capacità di comprensione: valutata sulla base delle risposte a domande sugli argomenti in programma in particolare vengono valutate le conoscenze (ricordare) e la comprensione (comprendere)
2) capacità di applicare conoscenze e comprensione: valutata con domande che richiedono la correlazione di più argomenti o la soluzione di un problema (analizzare);
3) abilità comunicative valutate sulla capacità di esporre i concetti in modo approppriato e con linguaggio corretto e chiaro.
Il punteggio della prova, espresso in trentesimi, è determinato per un 40% dalle conoscenza e capacità di comprensione, per un 45% dalle capacità di applicare conoscenze e comprensione e per un 15% dalle abilità comunicative.
L'esame si ritiene superato se complessivamente lo studente dimostra di avere acquisito almeno il 60% di quanto complessivamente richiesto mentre Il punteggio massimo viene acquisito quando lo studente dimostra di avere acquisito il 100% di quanto richiesto. La lode viene assegnata quando preparazione ed esposizione sono eccellenti.
Gli esami potranno essere svolti in presenza
o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione COVID19.

Risultati attesi

Conoscenza e capacità di comprensione
Lezioni e studio individuale renderanno lo studente capace di:
- descrivere gli effetti delle condizioni sulla funzionalità e sulla distribuzione spaziale degli organismi
- riconoscere le differenze delle risorse per gli organismi autotrofi ed eterotrofi e gli effetti della disponibilità delle risorse sulla regolazione intraspecifica delle popolazioni
- riconoscere la differenza tra ciclo biologico e life history
- definire le differenze tra life history di specie con generazioni discrete e specie con generazioni sovrapposte e le implicazioni a livello demografico
- conoscere il significato dei principali indici demografici e i metodi statici e dinamici per studiare le popolazioni
- riconoscere le interazioni intra ed interspecifiche e gli effetti che interazioni negative, positive e neutre e loro combinazioni) hanno sulle popolazioni e sulle comunità
- comprendere il ruolo di detritivori e decompositori per il funzionamento degli ecosistemi
- descrivere le proprietà emergenti delle comunità
- descrivere le comunità su scala spaziale e temporale
- comprendere il funzionamento degli ecosistemi terrestri ed acquatici sulla base dei flussi di energia e dei cicli della materia
- conoscere le caratteristiche di popolazioni e comunità in habitat frammentati

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
La discussione e l'approfondimento delle conoscenze renderanno gli studenti capaci di interpretare dati sperimentali e comprenderne i risultati. In particolare saranno in grado di:
- mettere in relazione distribuzione e abbondanza delle specie non solo a condizioni attuali, ma anche a eventi del passato
- distinguere le risposte degli organismi alle condizioni ambientali differenze tra acclimatazione e adattamento
- elaborare il concetto di nicchia ecologica fondamentale e realizzata
- valutare le potenzialità e scegliere tra metodi statici e metodi dinamici per analizzare la demografia delle popolazioni
- comprendere le applicazioni dei metodi di analisi delle popolazioni alla gestione delle popolazioni naturali
- spiegare ed utilizzare i modelli matematici relativi alle interazioni tra specie
- analizzare gli effetti delle interazioni sulla struttura delle comunità
- misurare la diversità delle comunità
- distinguere le differenze nei flussi di energia nei diversi ecosistemi terrestri ed acquatici
- individuare i processi che possono essere alterati dalle attività antropiche
- prevedere gli effetti della frammentazione degli habitat sulle popolazioni e sulle comunità

Autonomia di giudizio
La discussione e l'elaborazione delle conoscenze renderanno gli studenti capaci di:
- utilizzare in modo autonomo e consapevole le conoscenze acquisite applicandole a diversi contesti o problematiche in campo ecologico
- formulare idee e analizzare in modo critico i risultati di esperimenti
- procedere autonomamente nell'approfondimento di aspetti di interesse

Abilità comunicative
la discussione e la prova di esame permetteranno allo studente di acquisire
- un linguaggio scientifico appropriato e preciso
- capacità di organizzare un discorso logico su un argomento specifico utilizzando un linguaggio non solo verbale (uso di schemi e grafici)

Capacità di apprendimento
- proseguire nell'apprendimento approfondendo aspetti di interesse in piena autonomia